2022 Fiscal Year Annual Research Report

Improvement of the performance of sound field reproduction system and the cooperation with welfare engineering

Research Project

Project/Area Number	21H03764
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	尾本章九州大学, 芸術工学研究院, 教授 (00233619)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	長津結一郎九州大学, 芸術工学研究院, 准教授 (00709751)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	音場再生 / 音響福祉工学 / 芸術社会学
Outline of Annual Research Achievements	研究課題遂行の中期のフェーズとして，工学的なデザインの継続，再生方式の検討と授業課題と連携させた社会的なデザインの充実を試みた。工学的な検討については，ホールのような大規模音場の表現能力を向上させるために，録音スタジオ演奏ブース内にこれまでと比較して大型の再生システム構築を行った。設置場所の制限からスピーカ数は限定されるものの，響きの再現という意味では，最も現実に近い規模のシステムである。再生方式としては，響きの元であるインパルス応答を測定し，直接音成分除去ののちに必要最低限の信号処理を施しながら，畳み込みを施して空間リバーブ成分として再生する方法を推奨している。また直接音成分の加算はスピーカから出た音波において行う方法を試み，多くのデモンストレーションで実践した。結果として，音質の良さを多くの試聴者と共に確認し，有効性が高いシステムを構築することができた。また，若干基礎的な内容に偏るが，インパルス応答の測定に際して，例えば音源の指向性や大きさを考慮した測定方法を継続的に提案している。昨年度までは楽器の指向性を模擬する検討を行ってきたが，本年度は全指向性を模擬する方法，およびピアノのように有限の大きさを考慮する方法を検討し，有効性を確認することができた。今後論文にまとめる予定である。社会的な検討に関しては，研究協力者と共に課題解決型のプロジェクト方式の授業における活用を試みた。具体的には聴覚に障害を有する人々のためのコンサートを企画する準備段階において活用を試みるものであり，響きの違いを聴覚障害者に感じてもらうことができるか，どのような体験方法があるのかを，大学院生を中心に検討した。本研究で用いるような自由度の高いシステムは，様々な検討段階においても有効であることが明らかになった。次年度以降も継続的な検討と利用方法の拡大を試みることとなった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 工学的な検討に関して，今年度は特にインパルス応答を畳み込みながら再生する方式のブラッシュアップを中心的に行った。24チャンネルの畳み込みであるため，当初は計算量の多さから，実現の困難さが予想されたが，音楽録音等で用いられるソフトウェア群の有効性が極めて高く，通常の計算機を用いてもストレスなく実現できることが明らかになった。インパルス応答が計測できる空間の再現に限定されるが，音質面などの有効性は極めて高い。論文などでの検証は難しいが，録音などを職業とする試聴者を多く確保することができ，いずれからも高い評判を得ている。性能の効果的な公表方法について，継続的に検証を行いたい。また信号処理方法についても，従来から取り組んでいる方法に加えて，各チャンネルの信号の相関を低減するフィルタの導入を試みた。原理的には単純で，新規性は若干乏しいものの，相関低減の度合いを調整できることや，そのSN比（雑音対信号比）の高さ，また設計に際して自由度の高さなどから有効性が期待できると考えている。またフィルタを適切なユーザーインターフェースと共に制作することができたため，広く公開して活用する予定である，また再生システムに関しては，４m以上の半径を有する比較的大規模なシステムをスタジオブース（録音を実施する空間）において設置することができ，大人数へのデモンストレーションなども可能となった。。社会的な検討に関しては，劇場・音楽堂の実践的有効活用を学ぶ大学院の授業と関連させて，アウトリーチの可能性を引き続き模索することができた。その他，企業からの要請で，音場の収録と簡易的な再生への適用も行なった。画家の展示会において，その作品のモチーフとなった音の情景を24チャンネルシステムで収録し，比較的少数であるが4チャンネルのスピーカで継続的に再生するものである。シンプルが故の活用の幅の広さを示す例であると考えている。
Strategy for Future Research Activity	工学的なシステム構築に関しては，再生の方法論も含めてほぼ完了している。なお，我々の提唱するシステムは45度間隔で試聴者を取り巻くものであり，理論的には安定しているものの，決して広く普及しているものではない。最終段階として何らかの社会的実装を考える場合は，規格に準じた配置との互換性を考える必要もある。等間隔で測定したインパルス応答を，既存のスピーカの配置にどのようにアサインしていくべきなのか，理論的，実践的な検討は継続したいと考えている。また次年度は主として社会的な活用に関しての検討・考察を進めて，拡張的な福祉工学の確立を目指したいと考えている。具体的な課題として，音場再生システムが難聴者へできることの幅を広げることや，ホールにおける親子室など，通常のサービスを受けにくい人々への音環境提供手法の確立など，実践的内容を想定している。このためにシステムにおけるスピーカ配置の変更も視野に入れており，今年度の取り組みの振り返りと改善点の抽出などを通して，さらなる可能性を探りたい。コンサートホール関係者との協議を通して，親子室に限定せず，例えばホワイエやロビーなどホール内とは別の場所において付加的な聴取場所，あるいはさらに音質にこだわったスペースを構築する可能性も明らかになってきた。我々の提案するシステムが有する，付加的な演出を導入可能な自由度の高さが有効に働くことが期待される。いわゆるパブリックビューイングの新形態とも考えられ，特に音場環境の高品質再生という付加価値の効果が期待される。昨年度から記述しつつ，実現できておらず難しい課題であると認識しているが，例えば暗騒音の効果的な付加による「音による気配の再現」にも取り組みたい。通常の臨場感をさらに向上させるための課題とも考えられるが，視覚障害者への情報提供をはじめ，さまざまな応用が考えられる。